第3讲 工程结构的抗力体系

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1、定性结构力学主讲人：谢伟平电话：13871061394E-mail：wpxie@sina.com办公地点：西院东教-3232021/7/242第三讲工程结构的抗力体系上次课的回顾（几点思考）1.定性结构力学概念的提出？课程的目的？意义？定性结构力学的概念是上世纪九十年代提出的（同济大学称之为概念结构力学，东南大学称为趣味结构力学）。古代以师傅带徒弟的方式进行定性的教育，如今大批量的培养专业人才，定量的方法极大地丰富，从而弱化了定性能力的培养。概念设计、估算判断。2021/7/2432.应由定性结构力学引申到所有力学课程知识的提炼与升华。3.结构计算模型的简化与计算目的有关

2、，完全正确的计算模型是没有的。4.定性与定量的关系通过定量分析使定性能力得到提高，古代是通过实践经验的总结得到定性能力的提高。5.工程中是不会给你出结构力学的题目让你算的。2021/7/2442021/7/2452021/7/2466.试对以下结构进行几何组成分析，看看能得到什么结论？(d)7.目前的教育是老师提出问题，由学生来分析问题，解决问题。你们想想问题是怎么提出的呢？8.叠加原理的应用条件。什么是线弹性？其数学表示是什么？9.强调用专业的眼光来看待所有的结构问题。总体感觉：本门课程信息量大，如何抓住重点是个难题!2021/7/2472021/7/248一、结点与支

3、座刚结点铰结点刚结2021/7/249铰结2021/7/2410半刚半铰结点2021/7/2411基础支座形式2021/7/24122021/7/24132021/7/24142021/7/24152021/7/24162021/7/2417二、荷载的传递路径2021/7/24182021/7/2419试比较方案（一）和方案（二）的两种结构形式，在几何尺寸、材料参数和外荷载均相同的情况下，哪种方案更加合理，即内力较小。2021/7/2420方案（二）方案（一）2021/7/2421方案（二）方案（一）弯矩图2021/7/2422方案（二）方案（一）剪力图2021/7/24

4、23方案（二）方案（一）轴力图2021/7/2424楼板梁柱基础2021/7/2425实际结构计算简图的简化2021/7/2426静定桁架的合理外形与腹杆布置弦杆——抗弯能力，腹杆——抗剪能力。原则：当简支桁架的弦杆外形与相应的简支梁弯矩图形状接近时，上下弦杆所受轴力较均匀，比较合理。因斜杆轴力的竖向分量与代梁相应剪力相同，因此应根据材料性质合理布置斜杆，充分发挥材料的强度。桁架的合理高度可进行计算。2021/7/2427刚架——轴向变形的影响刚架主要内力是弯矩。在高层结构或轴力很大的刚架中，轴向变形的影响不可忽略。决定轴向变形影响大小的主要因素：轴力的相对大小；杆件长度

5、与横截面尺寸的比例（长细比）。2021/7/2428刚架——剪切变形的影响当杆件截面尺寸与杆长的比值不大时，剪切变形对内力和位移的影响都很小，可以忽略。当比值较大时，剪切变形的影响应予考虑。决定剪切变形影响大小的主要因素：杆件截面尺寸与杆长比值；与截面形状和材料性质也有关。2021/7/2429温度变化的定性分析超静定梁和刚架的应变与位移是由内力和温度变化共同产生的。静定结构在温度变化时不产生内力，但有变形。在温度变化因素作用下计算位移时，一般应考虑轴向变形而忽略剪切变形。2021/7/2430温度变化的定性分析试画出如下结构的弯矩图2021/7/24312021/7/2

6、432三、水平与竖向抗力体系低层、多层与高层建筑的竖向及水平结构体系设计的基本原理是相同的。但随着高度的增加，侧向力所产生的倾覆力矩和剪切变形则要大很多。在高层建筑中，主要的设计问题是抗弯和抵抗变形。增加抗弯结构体系的有效宽度2021/7/2433设计结构分体系应使其构件以最有效的方式相互作用增大受荷载最有效的构件截面使大部分竖向荷载直接由最主要抗弯构件承受在竖向结构分体系中，合理布置实心墙或斜撑构件，可以有效的抵抗每层楼的局部剪力每层楼盖应足以起水平隔板的作用将大型竖向和水平构件联结成巨型框架2021/7/2434四、厂房结构厂房结构的分类依据跨度、高度和吊车起重量等因

7、素分类：混合结构；混凝土结构；钢结构依据施工方法分类：现浇式；装配式依据承重结构形式分类：排架结构；刚架结构2021/7/2435厂房结构的计算简图排架结构：柱与屋架为铰接，与基础为固接。2021/7/2436刚架结构：柱与横梁为刚接，与基础为铰接，也可采用刚接。2021/7/2437厂房结构柱脚节点做法阶梯形基础——实线（低杯口基础）高杯口基础——虚线锥形基础——实线（柔性基础）刚性基础——虚线2021/7/2438a)、b)平板式铰接柱脚c)、d)刚性柱脚刚接柱脚：传递弯矩、剪力、轴力。填充细石混凝土铰接柱脚：传递剪力、轴